专利名称：膜图案的形成方法及器件的制造方法、电光学装置及电子机器的制作方法
技术领域：
本发明涉及膜图案的形成方法及器件的制造方法、电光学装置及电子机器。
背景技术：
在制造具有电子电路及集成电路等布线的器件时，例如采用光刻蚀法。这种光刻蚀法，是向预先涂敷了导电膜的基板上，涂敷被称作“抗蚀剂”的感光性材料，照射电路图案后使其显影，再按照抗蚀剂图案蚀刻导电膜后，形成薄膜的布线图案。这种光刻蚀法，需要真空装置等大型设备及复杂的工序，另外材料的利用率也仅为百分之几，其它的都不得不废弃，制造成本高。
与此不同，有人提出采用将液体材料从液滴喷出头液滴状地喷出的液滴喷出法、即所谓“喷墨法”，在基板上形成布线图案的方法(例如参照专利文献1)。该方法是将分散了金属微粒等导电性微粒的功能液——布线图案形成用墨水，直接将图案涂敷到基板上，然后进行热处理及激光照射，变换成薄膜状的导电膜图案。采用该方法后，可以具有如下优点在不需要光刻蚀法、大幅度简化工艺的同时，还能大大减少原材料的使用量。
美国专利第5132248号说明书可是，在上述的现有技术中，却存在以下的问题。
为了形成布线图案，在基板上配置功能液时，如果对基板未做任何处理，那么形成图案时必要的润湿性及与基板的贴紧性等，就往往不够。因此，要形成细微的图案时，就会出现断线等，不能形成可靠性高的器件。
发明内容
本发明就是针对这一点研制的，其目的在于提高能够稳定地形成细微而且高性能的膜图案的膜图案的形成方法及器件的制造方法、电光学装置及电子机器。
为了达到上述目的，本发明采用以下结构。
本发明的膜图案的形成方法，其特征在于，是在基板上配置功能液，从而形成膜图案的方法，包括在所述基板上，形成与所述膜图案对应的围堰的围堰形成工序；以所述围堰为掩模，在围堰之间的底部形成凹凸的凹凸形成工序；在形成了所述凹凸的所述围堰之间，配置所述功能液的材料配置工序。
采用本发明后，因为设置了在围堰之间形成凹凸的凹凸形成工序，所以能够提高基板表面的亲液性，能够在基板上均匀地配置功能液。另外，基板表面存在凹凸后，能够增加基板和膜的接触面积，提高膜的贴紧性。另外，由于采用将旨在形成膜图案的功能液配置在基板上形成的围堰之间，所以能够在防止功能液的液滴向周围飞溅的同时，还能够沿着围堰形状，顺利地将膜图案布图成所定形状。
在本发明中，所述凹凸形成工序，能够包含以所述围堰为掩模，蚀刻所述基板的表面的工序。这时，最好在所述凹凸形成工序之前，还包含将所述围堰的表面氟化的工序。
采用本方法后，易于在基板表面形成细微的凹凸形状。另外，在凹凸形成之前，将围堰氟化后，可以使围堰对蚀刻材料具有耐蚀性。
在本发明中，所述功能液，可以采用通过热处理或光处理后，具有导电性的材料。例如，可以采用使所述功能液包含导电性微粒的材料。
采用本方法后，能够将膜图案作为布线图案，能够应用于各种器件。另外，除了导电性微粒、有机银化合物之外，使用有机EL等发光元件形成材料及R·G·B的墨水材料后，还可以在有机EL装置及具有彩色滤光层的液晶显示装置等的制造中应用。
本发明的器件制造方法，其特征在于是具有在基板上形成膜图案的工序的器件制造方法，采用上述本发明的膜图案的形成方法后，在所述基板上形成膜图案。
采用本发明后，能够获得具有与基板良好地贴紧、抑制出现断线等毛病的膜图案的器件。
本发明的电光学装置，其特征在于是具有采用上述本发明的器件制造方法制造的器件。另外，本发明的电子机器，其特征在于是具有上述本发明的电光学装置。
采用本发明后，能够获得具有抑制出现断线等毛病的膜图案的电光学装置及电子机器。
图1是液滴喷出装置的简要结构的立体图。
图2是为了讲述采用压电方式喷出液体材料的原理而绘制的图。
图3是表示本发明的膜图案的形成方法的一种实施方式的流程图。
图4是表示本发明的形成膜图案的步骤的一种示例的示意图。
图5是表示本发明的形成膜图案的步骤的一种示例的示意图。
图6是表示残渣处理工序车使用的等离子体处理装置的一个示例的图。
图7是从相对基板侧看液晶显示装置的平面图。
图8是沿图7的H-H’线的剖面图。
图9是液晶显示装置的等值电路图。
图10是液晶显示装置的局部扩大剖面图。
图11是非接触型卡介质的分解立体图。
图12是表示本发明的电子机器的具体示例的图。
具体实施例方式
下面，参照附图，讲述本发明的膜图案的形成方法及器件的制造方法的一种实施方式。在本实施方式中，以采用液滴喷出法、从液滴喷出头的喷嘴液滴状地喷出包含经过热处理后显示导电性的材料的布线图案形成用墨水、在基板上形成用导电性膜形成的布线图案(膜图案)的情况为例，进行讲述。
首先，讲述使用的墨水。墨水相当于本发明的功能液。所谓“功能液”，是指将液体中包含的膜成分膜化后，可以形成具有所定功能的膜(功能膜)的物质。作为相关的功能，有下述各种功能电性·电子功能(导电性、绝缘性、压电性、热电性、介电效应等)、光学功能(光选择吸收、反射性、偏振光性、光选择透过性、非线性光学性、荧光或磷光等的发光性、光致变色性等)、磁性功能(硬磁性、软磁性、非磁性、透磁性等)、化学功能(吸附性、解吸性、催化剂性、吸水性、离子传导性、氧化还原性、电化学特性、电致发光性等)、机械功能(耐磨损性等)、热功能(传热性、隔热性、红外线放射性等)、肌体功能(肌体适应性、抗血栓性等)。在本实施方式中，为了形成布线图案，作为相关的功能液(墨水)，例如使用包含导电性微粒的布线图案用墨水。
液体材料——布线图案形成用墨水，由将导电性微粒分散到分散剂中的分散液以及将有机银化合物分散到溶剂(分散剂)中的溶液构成。作为导电性微粒，例如除了包含金、银、铜、铝、钯及镍中至少1个的金属微粒之外，还可以使用它们的氧化物和导电性聚合物及超导电体的微粒等。为了提高这些导电性微粒的分散性，还可在其表面涂敷有机物等。导电性微粒的粒径最好在1nm以上0.1μm以下。如果大于0.1μm，就有可能引起后述的液滴喷出头的喷嘴堵塞。另外，如果小于1nm，涂敷剂对导电性微粒而言的体积比就要增大，获得的膜中的有机物的比例就会过多。
作为分散剂，只要是能够将上述的导电性微粒分散并且不引起凝聚的物质即可，没有特别的限定。例如，除了水之外，还可以列举甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等酒精类，n-庚烷、n-辛烷、癸烷(decane)、十二烷(dodecane)、十四烷(tetradecane)、甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)、甲基异丙基苯(cymene)、杜烯(durene)、茚(indene)、双戊烯(dipentene)、四氢化萘(tetrahydronaphthalene)、十氢化萘(decahydronaphthalene)、环己基苯等烃系化合物(cyclohexylbenzene)，或乙二醇(ethylene glycoldimethyl ether)、二甲醚(ethylene glycol diethyl ether)、乙二醇二乙醚(ethylene glycol methylethyl ether)、乙二醇甲基乙基醚(diethylene glycol dimethyl ether)、二甘醇二甲醚(diethylene glycoldiethyl ether)、二甘醇甲基乙基醚(diethylene glycol methylethylether)、1，2-甲氧基乙烷(1，2-dimethoxyethane)、双(2-甲氧基乙基)醚(bis(2-methoxyethyl)ether)、P-二氧杂环乙烷化合物(p-dioxane)，以及碳酸亚丙脂(propylene carbonate)、γ-丁内酯(γ-butyrolactone)、N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)、二甲基甲酰胺(dimethyformamide)、二甲亚砜(dimethylsulfoxide)、环己酮(cyclohexanone)等极性化合物。其中，在微粒的分散性和分散液的稳定性或者在液滴喷出法中使用的容易程度方面上说，最好使用水、酒精类、碳氢化合物、乙醇类化合物。作为更理想的分散剂，可以列举水、碳氢化合物。
上述导电性微粒的分散液的表面张力，最好在0.02N/m以上0.07N/m以下的范围内。采用液滴喷出法，喷出液体材料之际，表面张力如果小于0.02N/m，墨水对于喷嘴面的润湿性就要增大，所以容易出现飞行弯曲；如果大于0.07N/m，喷嘴前端的弯液面的形状就不稳定，所以难以控制喷出量及喷出时刻。
为了调整表面张力，可以在不使液滴和基板的接触角大大下降的范围内，向上述分散液中微量添加氟类、硅类、非离子类等表面张力调节剂。非离子类表面张力调节剂，可以起到提高液体对基板的润湿性、改良膜的水准测量性、防止膜产生细微的凹凸等的作用。根据需要，上述表面张力调节剂也可以包含酒精、乙醚、脂、酮等有机化合物。
上述分散液的粘度，最好在1mPa·s以上50mPa·s以下。采用液滴喷出法，将墨水作为液滴喷出之际，如果粘度小于1mPa·s，喷嘴的周边部位就容易被墨水的流出污染；而如果粘度大于50mPa·s，喷嘴堵塞的频度就要增大，难以顺利地喷出液滴。
作为形成布线图案的基板，可以使用玻璃、石英玻璃、Si晶片、塑料薄膜、金属板等各种物质。另外，还包含在这些原材料基板的表面，作为基底层形成半导体膜、金属膜、电介质膜、有机膜等的物质。
在这里，作为液滴喷出法的喷出技术，可以列举带电控制方式、加压振动方式、机电变换方式、电热变换方式、静电吸引方式等。带电控制方式，是用带电电极赋予材料电荷、用偏转电极控制材料的飞翔方向后，使其从喷嘴喷出的方式。另外，加压振动方式，是给材料外加30kg/cm2左右的超高压后，使材料从喷嘴的前端侧喷出的方式，不外加控制电压时，材料直线前进，从喷嘴喷出；外加控制电压后，材料之间出现静电而互相排斥，材料分散不能从喷嘴喷出。另外，机电变换方式，是利用压电元件接收脉冲性的电信号后变形的性质，通过可挠物质做媒介，给存放材料的空间施加压力，将材料从该空间挤出后，从喷嘴喷出的方式。
另外，电热变换方式，是在存放材料的空间内设置加热器，从而使材料急剧气化产生气泡，利用气泡的压力，喷出空间内的材料的方式。静电吸引方式，是向存放材料的空间内施加微小的压力，使喷嘴形成材料的弯月面，在该状态下施加静电引力，将材料吸出的方式。另外，除此之外，还可以采用利用流体的粘性在电场的作用下变化的方式，以及用放电火花使其飞翔的方式等技术。液滴喷出法，具有能够在材料的使用中减少浪费而且能够将材料准确地配置到所需位置的优点。此外，采用液滴喷出法喷出的一滴液体材料的量，例如是1～300毫微克。
接着，讲述在制造本发明涉及的器件之际使用的器件制造装置。作为该器件制造装置，使用从液滴喷出头向基板喷出(滴下)液滴，从而制造器件的液滴喷出装置(喷墨装置)。
图1是表示液滴喷出装置IJ的简要结构的立体图。在图1中，液滴喷出装置IJ具有液滴喷出头1、X轴方向驱动轴4、Y轴方向导向轴5、控制装置CONT、载物台7、清洗机构8、基台9和加热器15。
载物台7是支持被该液滴喷出装置IJ配置墨水(液体材料)的基板P的部件，具有将基板P固定到基板位置的未图示的固定机构。
液滴喷出头1，是具有多个喷嘴的多喷嘴型的液滴喷出头，其长度方向与X轴方向一致。多个喷嘴在液滴喷出头1的下面，朝X轴方向排列，以一定的间隔设置。从液滴喷出头1的喷嘴，向被载物台7支持的基板P喷出包含上述导电性微粒的墨水。
X轴方向驱动轴4，与X轴方向驱动电动机2连接。X轴方向驱动电动机2是步进电动机等，由控制装置CONT供给X轴方向的驱动信号后，就使X轴方向驱动轴4旋转。X轴方向驱动轴4旋转后，液滴喷出头1就向X轴方向移动。
Y轴方向导向轴5，被对基台9而言不动地固定。载物台7，具有Y轴方向驱动电动机3。Y轴方向驱动电动机3是步进电动机等，由控制装置CONT供给Y轴方向的驱动信号后，就使载物台7向Y轴方向移动。
控制装置CONT，向液滴喷出头1供给液滴的喷出控制用的电压。进而，控制装置CONT在将控制液滴喷出头1向X轴方向的移动的驱动脉冲信号供给X轴方向驱动电动机2的同时，还将控制载物台7向Y轴方向的移动的驱动脉冲信号供给Y轴方向驱动电动机3。
清洗机构8，是清洗液滴喷出头1的部件，具有未图示的Y轴方向驱动电动机。在该Y轴方向驱动电动机的驱动下，清洗机构8沿着Y轴方向导向轴5移动。清洗机构8的移动，也受控制装置CONT控制。
加热器15，在这里是利用灯泡退火(lamp anneal)对基板P进行热处理的单元，使基板P上涂敷的墨水所包含的溶剂蒸发及干燥。该加热器15的电源的通断，也受控制装置CONT控制。
液滴喷出装置IJ，一边相对扫描液滴喷出头1和支持基板P的载物台7，一边对基板P喷出液滴。因此，在以下的讲述中，将Y轴方向，作为扫描方向；将与Y轴方向正交的X轴方向，作为非扫描方向。这样，液滴喷出头1的喷嘴，就按一定间隔朝非扫描方向——X轴方向并列设置。此外，在图1中，与基板P的进行方向呈直角地配置液滴喷出头1，但也可以调整液滴喷出头1的角度，使其与基板P的行进方向交差。这样，可以通过调整液滴喷出头1的角度，调节喷嘴之间的距离。
另外，基板P和喷嘴面的距离，也可以任意调节。
图2是为了讲述采用压电方式喷出液体材料的原理而绘制的图形。在图2中，与收容液体材料(布线图案形成用墨水、功能液)的液体腔21邻接，设置着压电元件22。通过包含收容液体材料的材料箱在内的液体材料供给系统23，向液体腔21供给液体材料。压电元件22与驱动电路24连接，通过该驱动电路24，给压电元件22外加电压，使压电元件22变形，从而使液体腔21变形，使液体材料从喷嘴25喷出。这时，通过改变外加电压的值，控制压电元件22的变形量。另外，通过改变外加电压的频率，控制压电元件22的变形速度。采用压电方式喷出液滴，由于不将材料加热，所以具有不影响材料组成的优点。
下面，参照图3、图4及图5，讲述本发明的布线图案的形成方法的一种实施方式。图3是表示本实施方式涉及的布线图案的形成方法的一个示例的流程图，图4及图5是表示形成步骤的示意图。
如图3所示，本实施方式涉及的布线图案的形成方法，是在基板上配置上述的布线图案形成用墨水，在基板上形成导电膜布线图案的方法，包括；在基板上形成与布线图案对应的围堰的围堰形成工序S1，除去围堰之间的残渣的残渣处理工序S2，赋予围堰斥液性的斥液处理工序S3，以围堰作掩模在围堰之间的底部形成细微的凹凸的凹凸形成工序S4，在形成了凹凸的围堰之间配置墨水的材料配置工序S5，至少除去墨水的一部分液体成分的中间干燥工序S6，烧制工序S7。
下面，详细讲述各工序。在本实施方式中，作为基板P，使用玻璃基板。
<围堰形成工序>
首先，如图4(a)所示，在基板P上形成围堰。围堰是作为隔离部件发挥作用的部件，可以采用光刻蚀法及印刷法等任意的方法形成围堰。例如，使用光刻蚀法时，采用自旋涂敷法、喷射涂敷法、滚子涂敷法、印染涂敷法、浸渍涂敷法等所定的方法，如图4(a)所示，在基板P上，与围堰的高度一致地涂敷有机系感光材料31，再在其上涂敷抗蚀剂层。然后，与围堰形状(布线图案)一致地实施掩模，将抗蚀剂曝光·显影后，留下与围堰形状吻合的抗蚀剂。最后，进行蚀刻，除去掩模外的部分的围堰材料。另外，还可以形成下层由无机物、上层由有机物构成的2层以上围堰(凸部)。这样，就如图4(b)所示，形成了围住布线图案形成预定区域的周边的围堰B、B。
作为形成围堰的材料，既可以是对液体材料呈斥液性的材料，也可以如后文所述，是通过等离子体处理而斥液化(氟化)、与衬底基板的贴紧性良好、容易采用光刻蚀术进行布图的绝缘有机材料。例如，可以使用丙烯酸树脂(acryl resin)、聚酰亚胺树脂(polyimide resin)、烯烃树脂(olefinresin)、酚醛树脂(phenol resin)、三聚氰胺树脂(melamine resin)等有机系材料。另外，考虑耐热性，作为形成围堰的材料，还可以使用无机系材料。形成围堰的材料包含无机质的材料后，可以提高围堰的耐热性，而且减小围堰和基板之间的热膨胀率之差，所以能够抑制干燥功能液时的热量等导致围堰B的劣化，能够以良好的形状形成膜图案。作为无机质的围堰材料，例如可以列举在聚硅氮烷(polysilazane)、聚硅氧烷(polysiloxane)、硅氧烷类抗蚀剂(siloxane resist)、聚硅烷类树脂(polysilane resist)等骨架中包含硅的高分子无机材料及感光性无机材料、石英玻璃、烷基硅氧烷聚合物(alkylsiloxane polymer)、烷基倍半硅氧烷聚合物(alkylsilsequioxane polymer)、氢化烷基倍半硅氧烷聚合物(alkylsilsequioxane polymer hydride)、聚芳醚(polyaryl ether)中的某一个的旋转玻璃(spin on glass)膜、金刚石膜及氟化非晶质碳膜等。进而，作为无机质的围堰材料，例如可以使用气溶胶、多孔石英等。在本实施方式中，作为围堰的形成材料，使用丙烯树脂等有机系材料。
此外，作为涂敷围堰材料之前的表面改质处理，还可以对基板实施HMDS处理。HMDS处理，是蒸气状地涂敷六甲基二硅醚硅氧烷((CH3)3SiNHSi(CH3)3)的方法，这样，就在基板P上形成作为提高围堰与基板P的贴紧性的贴紧层的HDMS层。
<残渣处理工序>
在基板P上形成围堰B、B后，如图4(c)所示，进行氟酸处理。氟酸处理，例如是用2.5％的氟酸水溶液实施蚀刻，除去围堰B、B之间的有机物的处理。在氟酸处理中，围堰B、B作为掩模发挥作用，如图6(c)所示，在围堰B、B之间形成的槽部34的底部35中的有机物——围堰材料及HMDC层等被除去。
在这里，在氟酸处理中，有时没能完全除去围堰B、B之间的底部35上的残渣。或者还有时在围堰B、B之间的底部35上形成围堰时的抗蚀剂(有机物)。因此，为了除去在围堰B、B之间的底部35上的形成围堰时的有机物(抗蚀剂及HMDC)残渣，对基板P实施残渣处理。
作为残渣处理，可以选择照射紫外线进行残渣处理的紫外线(UV)照射处理，以及在大气气氛中将氧气作为处理气体的O2等离子体处理等。在这里，实施O2等离子体处理。
O2等离子体处理，是由等离子体放电电极对基板P照射等离子体状态的氧的处理。作为O2等离子体处理的条件的一个示例是等离子体功率50～1000W、氧气流量50～100ml/min，对于等离子体放电电极而言的基板1的相对移动速度0.5～10mm/sec、基板温度70～90℃。
然后，基板P是玻璃基板时，虽然其表面对布线图案形成用材料具有亲液性，但如本实施方式这样，实施O2等离子体处理及紫外线照射处理后，可以进一步提高在围堰B、B间露出的基板P的表面(底部35)的亲液性。在这里，最好进行O2等离子体处理及紫外线照射处理，以便使围堰间的底部35与墨水的接触角成为15度以下。
图6(a)是表示进行O2等离子体处理之际使用的等离子体处理装置的一个示例的简要结构图。图6(a)所示的等离子体处理装置，具有与交流电源41连接的电极42和接地电极——试料台40。试料台40可以一边支持试料——基板P，一边向Y轴方向移动。在电极42的下面，在形成2根平行的、朝与移动方向正交的X轴方向延伸的放电发生部44、44的同时，还包围放电发生部44地设置着电介质部件45。电介质部件45，是防止放电发生部44的异常放电的部件。然后，包含电介质部件45在内的电极42的下面，略呈平面状，在放电发生部44、电介质部件45和基板P之间，形成一点点空间(放电间隙)。另外，在电极42的中央，设置着气体喷出口46，构成朝X轴方向细长形成的处理气体供给部的一部分。气体喷出口46，通过电极内部的气体通路47及中间容器48，与气体导入口49连接。
包含通过气体通路47从气体喷出口46喷射的处理气体在内的所定气体，在移动方向(Y轴方向)的前方及后方分开，在所述空间中流动，从电介质部件45的前端及后端向外部排出。与此同时，由交流电源41向电极42外加所定的电压，在放电发生部44、44和试料台40之间产生气体放电。然后，用由该气体放电生成的等离子体，生成所述所定气体的激活籽晶，使通过放电区域的基板P的整个表面受到连续性的处理。
在本实施方式中，所述所定气体，是处理气体——氧气(O2)和为了能够在大气压附近的压力下容易开始放电而且稳定地维持放电的氦(He)、氩(Ar)等稀有气体及氮(N2)等惰性气体的混合物。特别是作为处理气体使用氧气后，如前所述，能够进行有机物残渣的除去(洗涤)及亲液化。另外，例如在有机EL装置中，对电极进行该O2等离子体处理后，能够调整该电极的功函。
图6(b)是表示在试料台40上被支持的基板P的图形。在图6(b)中，在基板P上的多个围堰及在这些围堰之间形成的槽部34，朝一个方向(在这里是Y轴方向)延伸地形成。在这些围堰B、B之间的槽部34中，形成将Y轴方向作为长度方向的布线图案。然后，在本实施方式中，形成了围堰B的基板P，在使该围堰B的延伸方向(Y轴方向)和试料台40的移动方向一致的状态下，实施O2等离子体处理。就是说，本实施方式的等离子体处理，采用一边使基板P向围堰B的延伸方向——Y轴方向移动，一边供给包含处理气体在内的所述所定气体的结构。换言之，在使所述所定气体流动的方向与围堰B的延伸方向一致的状态下，进行等离子体处理。这样，处理气体能够顺利地进入围堰B、B之间的底部35(基板P的露出部位)，能够实施均匀的等离子体处理。
此外，在这里，讲述了移动基板P的情况，但既可以移动构成处理气体供给部的一部分的电极42，也可以移动基板P和电极42的双方。
另外，在这里，作为残渣处理的一部分，讲述了进行氟酸处理的情况，但由于通过O2等离子体处理或紫外线照射处理，能够充分除去围堰之间的底部35的残渣，所以还可以不进行氟酸处理。另外，在这里，作为残渣处理，讲述了进行O2等离子体处理或紫外线照射处理中的某一个的情况。但毫无疑问，也可以将O2等离子体处理和紫外线照射处理组合起来进行。
<斥液处理工序>
接着，如图4(d)所示，对围堰B进行斥液化处理，赋予其表面斥液性。作为斥液化处理，可以采用将大气气氛中的四氟合甲烷作为处理气体的等离子体处理法(CF4等离子体处理法)。CF4等离子体处理法的条件，例如是等离子体功率100～800W、四氟化碳气体流量50～100mL/min，对于等离子体放电电极而言的基体的输送速度0.5～1020mm/sec、基体温度70～90℃。此外，作为处理气体，不局限于四氟合甲烷(四氟化碳)，还可以使用其它氟代烃气体。另外，可以使用氟化合物或含氟的材料，对围堰B进行斥液化处理。
经过这种斥液化处理后，由于向构成围堰B、B的树脂中导入氟基，所以赋予围堰B、B很高的斥液性。另外，将围堰的表面氟化后，围堰B就对在以后的凹凸形成工序中使用的蚀刻材料具有耐蚀性。此外，作为上述亲液化处理的O2等离子体处理，虽然可以在形成围堰B之前进行。但由于丙烯树脂及聚酰亚胺树脂等，具有经过采用O2等离子体的前处理后，更容易被氟化(斥液化)的性质，所以最好在形成围堰B之后进行O2等离子体处理。
此外，对围堰B、B进行斥液化处理后，尽管对先前进行了亲液性处理的围堰之间的基板P的露出部多少有些影响，但特别是基板P是由玻璃基板等构成时，由于不会由于斥液化处理而导入氟基，所以基板P的亲液性即湿润性实质上不会受到损害。另外，利用具有斥液化的材料(例如具有氟基的树脂材料)形成围堰B、B后，也可以省略该斥液处理。作为相关的材料，能够使用含有氟系树脂的抗蚀剂。
<凹凸形成工序>
接着，如图4(e)所示，将围堰B做为掩模，对基板P进行软蚀刻，在围堰之间的槽34的底部35，形成许多细微的凹凸35a。这样，使基板表面粗糙化后，可以进一步提高基板的亲液性，以后向槽34内喷出墨水时，墨水容易在基板上散开，这样，墨水就能够更均匀地埋入槽34内。另外，在基板的表面存在很多细微的凹凸35a后，可以增加膜贴紧的表面积，还能够增加膜与基板的贴紧性。此外，由于墨水散开的程度(墨水的射落直径)随着凹凸的大小(表面粗糙度Ra)而变，所以可以按照设计要求，将其大小定为适当的值。在本实施方式中，形成了凹凸35a的底部35的表面粗糙度Ra，例如是0.1nm～50nm的范围。
<材料配置工序>
接着，采用使用上述的液滴喷出装置IJ的液滴喷出法，将布线图案形成用墨水的液滴配置在基板上的围堰B、B之间。此外，在这里，作为导电性材料，使用有机银化合物；作为溶剂(分散剂)，喷出由使用了二甘醇二乙醚的有机银化合物构成的墨水(功能液)L。在材料配置工序中，如图5(a)所示，将包含布线图案形成用材料的墨水L作为液滴从液滴喷出头1喷出。被喷出的液滴L，如图5(b)所示，配置在基板P上的围堰B、B之间的槽部34内。作为喷出液滴的条件，例如在墨水重量为4ng/dot、墨水速度(喷出速度)为5～7m/sec的情况下进行。另外，喷出液滴的气氛，最好设定为温度60℃以下、湿度80％以下。这样，就能够使液滴喷出头1的喷嘴不堵塞地喷出稳定的液滴。
这时，由于液滴L被喷到的布线图案形成预定区域(即槽部34)，被围堰B、B包围，所以能够阻止液滴L向所定位置以外扩散。另外，由于赋予围堰B、B斥液性，所以即使一部分喷出的液滴L落到围堰B上，也在围堰表面的斥液性的作用下，从围堰B上弹出，流入围堰之间的槽部34内。进而，由于赋予露出基板P的槽部34的底部35亲液性，所以喷出的液滴L在底部35中容易润湿散开，这样，墨水就被均匀地配置到所定的位置。
<中间干燥工序>
向基板P喷出液滴后，为了除去分散剂及确保膜厚，根据需要进行干燥处理。干燥处理，例如除了采用将基板P加热的通常的加热板及电炉等进行处理外，还可以采用灯泡退火的方法进行。作为灯泡退火使用的光的光源，没有特别限定，可以将红外线灯泡、氙灯泡、YAG激光器、氩激光器、二氧化碳激光器、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等受激准分子激光器作为光源使用。这些光源，通常使用的是输出10W以上5000W以下的范围的产品，但在本实施方式中，100W以上1000W以下的范围就足够。然后，反复进行该中间干燥工序和上述材料配置工序后，就如图5(c)所示，液体材料的液滴L被多层层叠，形成膜厚较厚的布线图案(膜图案)。
<烧制工序>
喷出工序后的导电性材料，例如是有机银化合物时，为了获得导电性，需要进行热处理，除去有机银化合物的有机成分，使银粒子保留下来。因此，对喷出工序后的基板，实施热处理及/或光处理。
通常在大气中进行热处理及/或光处理，但根据需要，也可以在氮、氩、氦等惰性气体介质中进行。热处理及/或光处理的处理温度，可考虑分散剂的沸点(蒸气压)、气体介质的种类及压力、微粒的分散性及有机银化合物、氧化性等热动态、涂敷材料的有无及数量、基材的耐热温度等适当决定。例如，为了除去有机银化合物的有机成分，需要在200℃中烧成。另外，使用塑料等基板时，最好在室温以上、100℃以下进行。经过以上工序后，喷出工序后的导电性材料(有机银化合物)，使银粒子保留下来，从而如图5(d)所示，被变换成导电性膜(布线图案)F。
可是，在多层层叠墨水的液滴之际，向基板P上喷出第1液滴后，按照需要实施干燥处理后，在向基板P上喷出第2液滴之前，能够再次进行残渣处理。在第1液滴上重叠第2液滴之前进行残渣处理后，即使功能液附着在围堰上，导致围堰的斥液性下降时，也能除去致使围堰的斥液性下降的原因的功能层的残渣。这样，能够发挥和在重叠下一个液滴之前的围堰同样的性能。
此外，在烧制工序后，可以通过抛光(灰化)剥离处理，除去基板P上形成的围堰B、B。作为抛光处理，可以采用等离子体抛光及臭氧抛光等。等离子体抛光，使等离子体化的氧气等气体和围堰(抗蚀剂)反应，使围堰气化后剥离·除去。围堰是由碳、氧、氢构成的固体的物质，它和氧等离子体进行化学反应后，成为CO2、H2、O2，能够都成为气体被剥离。另一方面，臭氧抛光的基本原理，和等离子体抛光相同，O3(臭氧)分解后变成反应性气体的O+(氧原子团)，该O+与围堰反应。与O+反应的围堰，成为CO2、H2、O2，都成为气体被剥离。对基板实施后，就从基板P实施抛光剥离处理后，就从基板P除去围堰。
综上所述，因为设置形成细微的凹凸35a的工序S4，所以能够促进墨水的自我流动性，能够实现布线的细微化。另外，还能利用凹凸35a提高膜F的贴紧性，提供可靠性高的器件。又因为设置除去残渣的残渣处理工序S2，所以能够抑制起因于残渣的突起及断线等毛病的发生，在基板P上良好地配置墨水的液滴。进而，由于采用将旨在形成布线图案的墨水，配置在基板P上形成的围堰B、B的槽部34中的结构，所以能够防止喷出的墨水向四周飞溅，同时还能沿着围堰的状态，顺利地将布线图案布线成所定的状态。
<电光学装置>
下面，讲述本发明涉及的电光学装置的一个示例——液晶显示装置。图7是对本发明涉及的液晶显示装置的各构成要素都显示的从相对基板侧看的平面图，图8是沿图7的H-H’线的剖面图。图9是液晶显示装置的图象显示区域中矩阵状地形成的多个象素中的各种元件、布线等的等值电路图，图10是液晶显示装置的局部扩大剖面图。
此外，在以下的讲述中使用的各图，为了将各层及各部件画成在图面中能够看清的程度，所以各层及各部件的比例不尽相同。
在图7及图8中，本实施方式的液晶显示装置(电光学装置)100，由成对的TFT阵列基板10和相对基板20在光硬化性的密封固定材料——密封材料52的作用下粘贴到一起，在被该密封材料52划分的区域内，封入并保持液晶50密封材料52在基板面内的区域中，形成密闭的框状。
在密封材料52的形成区域的内侧的区域，形成由遮光性材料构成的周边分离53。在密封材料52的外侧的区域，沿着TFT阵列基板10的一个边，形成数据线驱动电路201及安装端子202；沿着与该边邻接的两个边，形成扫描线驱动电路204。在TFT阵列基板10的剩下的那个边上，设置着用于连接在图象显示区域的两侧设置的扫描线驱动电路204之间的多个布线205。另外，在相对基板20的拐角部的至少一处，设置着旨在使TFT阵列基板10与相对基板20之间电性导通的基板间导通材料206。
此外，取代在TFT阵列基板10上形成数据线驱动电路201及扫描线驱动电路204，例如，可以通过各向异性导电膜做媒介，将安装了驱动用LSI的TAB(Tape Automated Bonding)基板和在TFT阵列基板10的周边形成的端子组电性及机械性连接。此外，在液晶显示装置100中，根据使用的液晶50的种类，即TN(Twisted Nematic)模式、STN(Super Twisted Nematic)模式等动作模式，及正常白模式/正常黑模式等，按照所定朝向配置着相位差板、偏光板等。但在这里没有图示。另外，作为彩色显示用构成液晶显示装置100时，在相对基板20中，在与TFT阵列基板10的后文讲述的各象素电极相对的区域，与其保护膜一起，形成例如红(R)、绿(G)、蓝(B)的彩色滤光层。
在具有这种结构的液晶显示装置100的图象显示区域中，如图9所示，在矩阵状地构成多个象素100a的同时，还给这些象素100a的每一个形成象素开关用的TFT(开关元件)30，使供给象素信号S1、S2、…、Sn的数据线6a，与TFT30的源极电连接。写入数据线6a的象素信号S1、S2、…、Sn，既可以按照这个顺序依次供给各线，也可以供给邻接的多个数据线6a相互结成的各组。另外，扫描线30a与TFT的栅极电连接，形成按照所定的时序，将扫描信号G1、G2、…、Gm按照该顺序依次脉冲性地外加给扫描线3a的各线的结构。
象素电极19与TFT30的漏极电连接，只在所定的期间使开关元件——TFT30成为接通状态，从而按照所定的时序，将由数据线6a供给的象素信号S1、S2、…、Sn写入各象素。这样，通过象素电极19做媒介，写入液晶的所定电平的象素信号S1、S2、…、Sn，就在图8所示的相对基板20的相对电极121之间保持一定期间。此外，为了防止保持的象素信号S1、S2、…、Sn泄漏，与象素电极19和相对电极121之间形成的液晶电容并联地附加积蓄电容60。例如，象素电极19的电压，可以被积蓄电容60保持比外加了源电压的时间长3位数的时间。这样，电荷的保持性得到改善，能够实现对比度比高的液晶显示装置100。
图10是具有底部栅极型TFT30的液晶显示装置100的局部放大剖面图，在构成TFT阵列基板10的玻璃基板P上，采用上述实施方式的电路布线的形成方法，在玻璃基板P上的围堰B、B之间形成栅极布线61。
在栅极布线61上，通过由SiNx构成的栅极绝缘膜62做媒介，层叠由非晶硅(a-Si)层构成的半导体层63。与该栅极布线的一部分相对的半导体层63的一部分，成为沟道区域。在半导体层63上，层叠旨在获得欧姆接合的例如由n+型a-Si层构成的接合层64a及64b，在沟道区域的中央部的半导体层63上，形成旨在保护沟道的由SiNx构成的绝缘性的蚀刻阻挡膜65。此外，这些栅极绝缘膜62、半导体层63及蚀刻阻挡膜65，在蒸镀(CVD)后实施涂敷抗蚀剂、感光、显影、光刻蚀术，从而如图所示，进行布图。
进而，由接合层64a、64b及ITO构成的象素电极19，也在同样成膜的同时，实施光刻蚀术，进行如图所示的布线。然后，在象素电极19、栅极绝缘膜62及蚀刻阻挡膜65上分别形成围堰66…，使用上述的液滴喷出装置IJ，向这些围堰66…之间喷出银化合物的液滴后，能够形成源极线、漏极线。
此外，在上述实施方式中，采用将TFT30作为旨在驱动液晶显示装置100的开关元件(薄膜器件)使用的结构。但除了液晶显示装置之外，例如还可以在有机EL(电致发光元件)显示器件中应用。有机EL显示器件，是具有用阴极和阳极夹持包含荧光性的无机及有机化合物的薄膜的结构，向所述薄膜注入电子及空穴后使其再结合，从而生成激子，利用该激子失活之际发出的光(荧光、磷光)而发光的元件。而且，将有机EL显示元件使用的荧光性材料中呈红、绿及蓝色的各发光色的材料即发光层形成材料及形成空穴注入/电子输入层的材料，作为墨水，在具有上述TFT30的基板上进行布图，从而能够制造出自发光全彩色EL器件。在本发明中的器件(电光学装置)的范围内，也包含这种有机EL器件。
作为其它实施方式，讲述非接触型卡介质的实施方式。如图17所示，本实施方式涉及的非接触型卡介质(电子机器)400，在由卡基体402和卡外罩418构成的机箱内，内置有半导体集成电路芯片408和天线电路412，通过电磁波或静电电容结合中的至少一个，与未图示的外部的收发机进行电力供给或数据交换中的至少一个。在本实施方式中，上述天线电路412，采用上述实施方式涉及的布线图案形成方法形成。
此外，作为本发明涉及的器件(电光学装置)，除了上述之外，还可以在PDP(等离子体显示屏)及与在基板上形成的小面积的薄膜的膜面平行地流过电流、从而利用产生释放电子的现象的表面传导型电子释放元件等中应用。
<电子机器>
下面讲述本发明的电子机器的具体示例。
图12(a)是表示手机的一个示例的立体图。在图12(a)中，600表示手机本体，601表示具有上述实施方式的液晶显示装置的液晶显示部。
图12(b)是表示文字处理机、微机等便携式信息处理装置的一个示例的立体图。在图12(b)中，700表示信息处理装置，701表示键盘等输入部，703表示信息处理本体，702表示具有上述实施方式的液晶显示装置的液晶显示部。
图12(c)是表示手表型电子机器的一个示例的立体图。在图12(c)中，800表示手表本体，802表示具有上述实施方式的液晶显示装置的液晶显示部。
图12(a)～(c)所示的电子机器，是具有上述实施方式的液晶显示装置的产品，能够抑制布线的断线等毛病的产生。
此外，本实施方式的电子机器具有液晶装置，但也可以是具有有机电致发光元件显示装置、等离子体型显示装置等其它电光学装置的电子机器。
以上，参照附图，讲述了本发明涉及的适当的实施方式。但毫无疑问，本发明并不局限于涉及的示例。在上述示例中示出的各构成部件的诸形状及组合等，只是一个示例而已，在不违背本发明的主旨的范围内，可以根据设计要求等进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，采用将膜图案作为导电膜的结构。但并不局限于此。例如也能在液晶显示装置中的为了将显示图象彩色化而使用的彩色滤光层中应用。该彩色滤光层，虽然可以对基板而言，将R(红)、G(绿)、B(蓝)的墨水(液体材料)作为液滴，以所定的图案配置后形成。但对基板而言，形成与所定的图案对应的围堰，在该围堰之间的槽部的底部形成细微的凹凸后，再配置墨水，形成彩色滤光层后，就能够制造具有可靠性高的彩色滤光层的液晶显示装置。
权利要求
1.一种膜图案的形成方法，是通过在基板上配置功能液，从而形成膜图案的方法，其特征在于，包括在所述基板上，形成与所述膜图案对应的围堰的围堰形成工序；以所述围堰为掩模，在围堰之间的底部形成凹凸的凹凸形成工序；以及在形成有所述凹凸的所述围堰之间，配置所述功能液的材料配置工序。
2.如权利要求1所述的膜图案的形成方法，其特征在于所述凹凸形成工序，包含以所述围堰为掩模，对所述基板的表面进行蚀刻的工序。
3.如权利要求2所述的膜图案的形成方法，其特征在于还包含在所述凹凸形成工序之前，将所述围堰的表面氟化的工序。
4.如权利要求1～3任一项所述的膜图案的形成方法，其特征在于所述功能液，通过热处理或光处理后，呈现导电性。
5.一种器件制造方法，是具有在基板上形成膜图案的工序的器件制造方法，其特征在于采用权利要求1～4任一项所述的膜图案的形成方法，在所述基板上形成膜图案。
6.一种电光学装置，其特征在于具有采用权利要求5所述的器件制造方法而制造的器件。
7.一种电子机器，其特征在于具有权利要求6所述的电光学装置。
全文摘要
本发明的膜图案的形成方法，是在基板上配置功能液，从而形成膜图案的方法，包括在基板上，形成与膜图案对应的围堰的围堰形成工序(S1)；以围堰为掩模，在围堰之间的底部形成凹凸的凹凸形成工序(S4)；在形成了凹凸的围堰之间，配置功能液的材料配置工序(S5)。提高能够稳定地形成细微而且高性能的膜图案的膜图案的形成方法。
文档编号B41M3/00GK1822748SQ200610006788
公开日2006年8月23日 申请日期2006年2月5日 优先权日2005年2月17日
发明者坂下友树, 守屋克之, 平井利充 申请人:精工爱普生株式会社